RU2507412C1

RU2507412C1 - Приливно-волновая электростанция

Info

Publication number: RU2507412C1
Application number: RU2012126879/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Евгеньевич Барышников; Николай Николаевич Лаптев; Николай Иванович Маклецов; Андрей Павлович Зоткин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Авиационное оборудование"
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-02-20
Also published as: RU2012126879A

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, разрабатывающей устройства генерирования электроэнергии от возобновляемых источников. Приливно-волновая электростанция выполнена на базе двух турбин 1 и 2. Каждая из турбин 1 и 2 имеет по меньшей мере два диска 3, связанных между собой осями 4, на которых шарнирно закреплены лопатки 5, перемещение которых ограничено основным и дополнительным фиксаторами 6 и 7. Обе турбины 1 и 2 шарнирно установлены на единой оси 8, закрепленной в раме 9, часть которой фиксирована на дне, а другая часть включает площадку 10 на поверхности, где размещаются редуктор 11 и генератор 12. В одной турбине основные фиксаторы 6 расположены с правой стороны лопаток 5, тогда как у другой турбины основные фиксаторы 6 расположены с левой стороны лопаток 5. Смежные диски 3 турбин 1 и 2 снабжены основными коническими шестернями, между которыми установлены дополнительные конические шестерни, шарнирно закрепленные на оси 14, перпендикулярной единой оси 8 турбин 1 и 2. К одной из дополнительных конических шестерен жестко присоединён вал отбора мощности 13, выходящий на площадку 10 на поверхности. Изобретение направлено на обеспечение повышенного КПД за счет работы турбин в трех квадратах и при любом направлении потока при одновременном сохранении простоты конструкции. 6 ил.

Description

Предложение относится к области электротехники, разрабатывающей устройства генерирования электроэнергии от возобновляемых источников.

Огромным потенциалом энергии обладают приливы-отливы и обычные морские волны.

По данным журнала «Популярная механика» № 5 за 2011 год, стр.64÷67 эта энергия оценивается в тераваттах.

Особенностью этих потоков воды является то, что поток меняет направление как по горизонтали, так и по вертикали. В этой же статье упоминается турбина Уэллса, которая не изменяет направления вращения вала при изменении направления потока воды. Там же указывается, что турбина Уэллса склонна к спонтанным провалам мощности и характеризуется довольно низким кпд.

Известна турбина по патенту RU⁽¹¹⁾ 2270932⁽¹³⁾ С2 обладающая лучшими характеристиками. При изменениях направления потока вал турбины вращается всегда в одну, наперед заданную конструкцией, сторону. Кроме того, за счет использования энергии потока и в третьем квадранте она обладает повышенным кпд.

Недостатком указанной турбины является сложность использования в приливно-волновых электростанциях, так как редуктор и электрогенератор приходится выполнять погруженными в поток воды, что увеличивает стоимость станции.

Задача настоящего предложения - устранить в предлагаемой приливно-волновой электростанции вышеупомянутый недостаток и сохранить достоинства турбин по ранее упомянутому патенту.

Этот технический результат достигается тем, что приливно-волновая электростанция выполнена на базе двух турбин, каждая из которых имеет по меньшей мере два диска, связанных между собой осями, на которых шарнирно закреплены лопатки, перемещение которых ограничено основным и дополнительным фиксаторами. Обе турбины шарнирно установлены на единой оси, закрепленной в раме, часть которой фиксирована на дне, а другая часть включает площадку на поверхности, где размещаются редуктор и генератор, при этом в одной турбине основные фиксаторы расположены с правой стороны лопаток, тогда как у другой турбины основные фиксаторы расположены с левой стороны лопаток. Смежные диски турбин снабжены основными коническими шестернями, между которыми установлены дополнительные конические шестерни, шарнирно закрепленные на оси, перпендикулярной единой оси турбин, причём к одной из дополнительных конических шестерен жестко присоединен вал отбора мощности, выходящий на площадку на поверхности.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 - схема приливно-волновой электростанции;

фиг. 2 - конструкция турбины по сечению А-А в положении 0°;

фиг. 3 - конструкция турбины по сечению А-А в положении 45°;

фиг. 4 - конструкция турбины по сечению В-В в положении 0°;

фиг. 5 - конструкция турбины по сечению В-В в положении 45°;

фиг. 6 - схема редуктора-дифференциала, узел С.

На чертежах обозначены:

1 - левая турбина с сечением по А-А;

2 - правая турбина с сечением по В-В;

3 - силовые диски турбин;

4 - связующие оси;

5 - лопатки, шарнирно закрепленные на связующих осях;

6 - основные фиксаторы;

7 - дополнительные фиксаторы;

8 - единая неподвижная ось;

9 - рама;

10 - поверхностная площадка;

11 - редуктор;

12 - генератор;

13 - вал отбора мощности;

14 - ось с шарнирно закрепленными на ней дополнительными коническими шестернями;

15 - редуктор-дифференциал, узел С.

В положении 0°, обозначенном на фиг.2 и фиг.4, лопатки 5, фиксированные основными фиксаторами 6 поперёк потока, создают вращающие моменты, направленные встречно, поскольку основные фиксаторы 6 в одной турбине расположены с правой стороны лопаток, тогда как у другой расположены с левой стороны лопаток.

В позиции 0° остальные лопатки расположены вдоль потока и в создании моментов не участвуют.

В положении 45°, обозначенном на фиг.3 и фиг.5, лопатки 5, фиксированные основными фиксаторами 6, создают вращающие моменты, так что турбины 1 и 2 вращаются встречно. Причем лопатки 5, фиксированные дополнительными фиксаторами 7, увеличивают эти моменты.

Вращающие моменты через связующие оси 4 передаются на силовые диски 3. К смежным силовым дискам жестко закреплен редуктор-дифференциал 15, конструкция которого приведена на фиг.6.

Силовые диски 3 через подшипники закреплены на неподвижной оси 8, через которую проходит неподвижная ось 14 с шарнирно закрепленными на ней дополнительными коническими шестернями, вращение к которым передается через основные конические шестерни, жестко связанные со смежными силовыми дисками турбин.

С одной из дополнительных конических шестерен жестко связан вал отбора мощности 13, который и обеспечивает работу редуктора 11 и связанного с ним генератора 12.

Важно отметить, что при любых направлениях потока (кроме направления в «торец») конструкция обеспечивает однонаправленное вращение генератора и имеет повышенный кпд за счет использования энергии и на встречном потоке в третьем квадранте работы турбин.

Claims

Приливно-волновая электростанция на базе двух турбин, каждая из которых имеет по меньшей мере два диска, связанных между собой осями, на которых шарнирно закреплены лопатки, перемещение которых ограничено основным и дополнительным фиксаторами, отличающаяся тем, что обе турбины шарнирно установлены на единой оси, закрепленной в раме, часть которой фиксирована на дне, а другая часть включает площадку на поверхности, где размещаются редуктор и генератор, при этом в одной турбине основные фиксаторы расположены с правой стороны лопаток, тогда как у другой турбины основные фиксаторы расположены с левой стороны лопаток, а смежные диски турбин снабжены основными коническими шестернями, между которыми установлены дополнительные конические шестерни, шарнирно закрепленные на оси, перпендикулярной единой оси турбин, причем к одной из дополнительных конических шестерен жестко присоединён вал отбора мощности, выходящий на площадку на поверхности.